CN112399088B - 一种利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法 - Google Patents

一种利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112399088B
CN112399088B CN202110071972.XA CN202110071972A CN112399088B CN 112399088 B CN112399088 B CN 112399088B CN 202110071972 A CN202110071972 A CN 202110071972A CN 112399088 B CN112399088 B CN 112399088B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wireless
transmission system
wireless transmission
wireless network
network camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110071972.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112399088A (zh
Inventor
吴平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gaotuoxunda Beijing Microelectronics Co ltd
Original Assignee
Alto Beam (china) Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alto Beam (china) Inc filed Critical Alto Beam (china) Inc
Priority to CN202110071972.XA priority Critical patent/CN112399088B/zh
Publication of CN112399088A publication Critical patent/CN112399088A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112399088B publication Critical patent/CN112399088B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/667—Camera operation mode switching, e.g. between still and video, sport and normal or high- and low-resolution modes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L61/00—Network arrangements, protocols or services for addressing or naming
    • H04L61/50—Address allocation
    • H04L61/5007—Internet protocol [IP] addresses
    • H04L61/5014—Internet protocol [IP] addresses using dynamic host configuration protocol [DHCP] or bootstrap protocol [BOOTP]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/66—Remote control of cameras or camera parts, e.g. by remote control devices
    • H04N23/661—Transmitting camera control signals through networks, e.g. control via the Internet
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0225—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/19—Connection re-establishment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
    • H04W80/04—Network layer protocols, e.g. mobile IP [Internet Protocol]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
    • H04W80/06—Transport layer protocols, e.g. TCP [Transport Control Protocol] over wireless
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及终端设备通信技术领域，尤其涉及一种利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法。本方法中，将空中包分为管理帧，控制帧，数据帧三种，其中管理帧和控制帧在无线网络协议栈就进行了处理。数据帧分为两路：一路通过“接收通道1”传输给无线传输系统芯片TCP/IP协议栈，一路通过“接收通道2”传输给图像采集系统芯片的虚拟有线网卡驱动。本发明方法中，图像采集系统和无线传输系统都有各自的TCP/IP协议栈，图像采集系统TCP/IP协议栈在无线网络摄像机工作的情况下使用,不占有无线传输系统芯片的资源，无线传输系统TCP/IP协议栈在保活状态下使用，不需要额外唤醒图像采集系统芯片，其中的两个TCP/IP协议栈各司其职，因此能够同时兼顾吞吐量与低功耗。

Description

一种利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法
技术领域
本发明涉及终端设备通信技术领域，尤其涉及一种利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法。
背景技术
在无线网络摄像机应用中通常使用电池的供电方式，系统的整体功耗关系到产品的使用时间与用户体验。越低的整体功耗，产品一次充满电之后的使用时间越长用户体验越好,无线网络摄像机设备是由无线传输系统芯片与图像采集系统芯片两部分组成。当无线网络摄像机正常工作时图像采集系统芯片消耗的功耗占整个系统功耗的大部分,当无线网络摄像机处于休眠状态时无线传输系统芯片消耗的功耗占主要部分。在正常使用过程中无线网络摄像机大部分时间是处于休眠状态，无线传输系统芯片功耗占了整体功耗的70%甚至更多,所以降低无线网络摄像机的功耗主要由两部分组成：一个是降低无线传输系统芯片的功耗，另一个是降低图像采集系统芯片的使用时间。另外随着科技的进步以及用户对无线网络摄像机高清画质需求的提高，对产品整体吞吐量的要求也越来越高。而更高的吞吐量对无线传输系统芯片的处理器/内存/系统总线等都提出的更高的要求，需要有更高的处理器主频、更多的内存、更快的总线来支撑更高的吞吐量。但这也对无线传输系统芯片的功耗产生了负面的影响,更高的处理器主频、更多的内存也就意味着更多的功耗。为了获取更低的功耗的做法是在不工作时图像采集系统芯片属于断电状态,在有人通过物理按键或者远程唤醒时才给图像采集系统芯片上电。
由于现在智能手机的流行，随时随地可以远程查看无线网络摄像机影像成为了必须的功能，这样就要求无线传输系统芯片需要能够保活（保持与无线路由以及远程服务器的连接），能够接收到远程服务器的唤醒数据帧。
目前市场上的支持远程唤醒功能的无线网络摄像机的实现方式一般分为两种：
一种是无线传输系统芯片中不包含TCP/IP（传输控制协议/网际协议）协议栈，TCP/IP协议栈包含在图像采集系统芯片中,所有网络包相关的处理都需要唤醒图像采集系统芯片进行处理，这样就不时需要唤醒图像采集系统芯片，增加了系统的功耗。
一种是无线传输系统芯片中包含TCP/IP（传输控制协议/网际协议）协议栈,图像采集系统芯片中不包含TCP/IP协议栈,图像采集系统芯片只是作为一个无线传输系统芯片的独立外设使用,所有的TCP（传输控制协议）连接建立和包封装等等需要在无线传输系统芯片中完成,这样就无形中增加了无线传输系统芯片的负担,对整个系统的吞吐量产生了不利的影响。
发明内容
本发明的目的是提出一种利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法，能够同时兼顾吞吐量与低功耗的方法。该方法能够在保证无线网络摄像机开启的情况下提供较高的吞吐量,同时又能够在图像采集系统芯片断电的情况下自行处理所有除了唤醒包之外的所有上层协议包,在网络不好的情况下保活，在TCP（传输控制协议）断开连接之后能自动重连服务器,不额外唤醒图像采集系统,保证低功耗。
本发明提出的利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法，包括以下步骤：
（1）无线网络协议将无线传输信号根据格式分为管理帧、控制帧和数据帧三种，所述的管理帧包括无线网络协议中无线路由器发送的信标帧；
（2）根据步骤（1）中的数据帧格式，建立无线传输系统中接收过滤层的接收通道使用规则，记为接收过滤层白名单；
所述的接收过滤层白名单包括：
（a）当无线传输系统处于图像传输模式，若使用“接收通道1”，则将需要使用“接收通道1”的协议与端口号从接收过滤层白名单中删除；
（b）当无线传输系统处于图像传输模式，若使用“接收通道2”，则将需要使用“接收通道2”的协议与端口号添加到接收过滤层白名单中；
（c）当无线传输系统处于活等待唤醒模式下，若使用“接收通道1”，则将接收过滤层白名单清空，所有数据帧使用“接收通道1”；
（d）当无线传输系统处于初始模式下，若使用“接收通道1”，则将接收过滤层白名单清空，所有数据帧使用“接收通道1”；
（3）根据无线网络摄像机的工作场景，将无线网络摄像机分为三种模式：初始模式、保活等待唤醒模式和图像传输模式，其中：
无线网络摄像机在初始模式下的工作过程如下：
（3-1）无线网络摄像机开机；
（3-2）无线网络摄像机的无线传输系统进行初始化，无线传输系统采用步骤（2）的规则（d），设置“接收过滤层白名单”为空，所有来自无线路由器1的数据帧使用“接收通道1”；
（3-3）无线传输系统开始连接无线路由器1；
（3-4）无线路由器1通过动态主机配置协议给无线传输系统配置互联网协议地址；
（3-5）无线传输系统接收到无线路由器1发送的动态主机配置协议数据帧，根据步骤（2）的规则（d），将数据帧通过“接收通道1”传输给无线传输系统的TCP/IP协议栈；
（3-5）无线网络摄像机初始模式完成进入保活等待唤醒模式；
（4）无线网络摄像机在保活等待唤醒模式下的工作过程如下：
（4-1）无线网络摄像机的无线传输系统通过保活唤醒应用程序与远程服务器建立传输控制协议连接，并保持传输控制协议连接不断开；
（4-2）无线传输系统中的保活唤醒应用程序定时唤醒无线传输系统进入工作模式，通过步骤（3-1）的传输控制协议连接与远程服务器进行保活数据帧交互；
（4-3）无线传输系统中的无线网络协议栈定时唤醒无线传输系统进入工作模式，并通过无线路由器中的“接收管理帧通道”监听无线路由器信标帧，被动接收来自无线路由器发送的信标帧，信标帧中对是否有数据帧需要发送给无线网络摄像机进行标识；
（4-4）无线传输系统采用步骤（2）的接收过滤层白名单中的规则（c），所有来自无线路由器1的数据帧使用“接收通道1”；
（4-5）当需要查看无线网络摄像机的影像时，移动终端向无线网络摄像机发送远程唤醒数据帧；
（4-6）根据步骤（4-3）无线传输系统被动接收来自无线路由器发送的信标帧，通过“接收管理帧通道”将信标帧传输给“无线网络协议栈”，无线网络协议栈解析该信标帧后获悉无线路由器有数据帧需要传输，无线传输系统通过 “接收数据帧通道”接收来自移动终端的通过无线路由器的远程唤醒数据帧；
(4-7) 无线传输系统将接收的步骤（4-6）的远程唤醒数据帧提交给“接收过滤层”，并根据步骤（2）的接收过滤层白名单规则（c），将接收的数据帧通过 “接收通道1” 上传给无线传输系统的TCP/IP协议栈，若数据帧是远程唤醒帧，则TCP/IP协议栈将该数据帧上传到“保活唤醒应用程序”，保活唤醒应用程序解析唤醒帧的内容，确定唤醒帧格式，实施唤醒流程，若数据帧不是远程唤醒数据帧，则TCP/IP协议栈将该数据帧丢弃；
（5）无线传输系统接收到远程唤醒数据帧，无线网络摄像机进入图像传输模式，包括以下步骤：
（5-1）无线网络摄像机的图像采集系统加载虚拟有线网卡驱动，并且通过虚拟有线网卡驱动与无线传输系统进行数据交互；
（5-2）图像采集系统将“保活应用”与“图像传输应用”通过所使用的传输协议的端口号进行区分；
（5-3）图像采集系统根据步骤（2）的接收过滤层白名单规则（a）将“图像传输应用”的端口号存储到步骤（2）的“接收过滤层白名单”中；
（5-4）图像采集系统的网络摄像机应用程序通过图像采集系统中的TCP/IP协议栈，根据步骤（5-3）设置的规则，使用“发送通道2”/“接收通道2”与远程服务器进行图像数据传输；
（5-5）图像数据传输结束；
（5-6）图像采集系统结束工作，网络摄像机返回步骤（4-1）的保活唤醒模式。
本发明提出的一种利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法的，其优点是：
本发明方法中图像采集系统芯片与无线传输系统芯片各自相对独立，无线传输系统芯片主要完成无线网络协议栈的内容与保活，保证低功耗。图像采集系统完成无线网络摄像机数据采集及数据传输协议栈，保证高吞吐量。整个系统的整体框架图如图1所示。无线网络协议（ieee802.11协议）将空中包分为管理帧，控制帧，数据帧三种，其中管理帧和控制帧在无线网络协议栈就进行了处理。数据帧分为两路：一路通过“接收通道1”传输给无线传输系统芯片TCP/IP协议栈，一路通过“接收通道2”传输给图像采集系统芯片的虚拟有线网卡驱动。为了能够更好的区分数据包是传输给接收通道1还是接收通道2，在无线网络协议栈和TCP/IP协议栈之间增加了接收过滤层，用于接收数据帧的分发和过滤。本发明方法中，图像采集系统和无线传输系统都有各自的TCP/IP协议栈，图像采集系统TCP/IP协议栈在无线网络摄像机工作的情况下使用,不占有无线传输系统芯片的资源，无线传输系统TCP/IP协议栈在保活状态下使用,不需要额外唤醒图像采集系统芯片，其中的两个TCP/IP协议栈各司其职，因此能够同时兼顾吞吐量与低功耗。本发明方法由于图像采集系统有自己的TCP/IP协议栈，而且与无线传输相关的所有操作都在无线传输系统实现,图像采集系统可以将自己简化为是一个简单的有线网络，可以通过简单的修改将原来的有线网络摄像机移植成低功耗无线网络摄像机，简化了系统移植的难度。本发明方法尤其适用于低功耗无线网络摄像机等类似对整体系统吞吐量、远程唤醒与系统整体功耗都有很高要求的应用领域。
附图说明
图1本发明方法涉及的无线网络摄像机图像传输示意图。
图2是本发明方法涉及的无线网络摄像机系统的结构框图。
图3是无线网络摄像机中接收过滤层白名单原理图。
图4是白名单列表示意图。
图5是本发明方法在同一局域网下的应用示意图，例如车载摄像头。
图6是图5所示的实施示例的工作方法流程图。
图7是图1所示的无线网络摄像机图像传输过程的工作方法流程图。
具体实施方式
本发明提出的利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法，方法中涉及的图像传输示意图如图1所示，无线网络摄像机系统的结构框图如图2所示，本方法具体步骤如下：
（1）无线网络协议将无线传输信号根据格式分为管理帧、控制帧和数据帧三种，所述的管理帧包括无线网络协议中无线路由器发送的信标帧；
（2）根据步骤（1）中的数据帧格式，建立无线传输系统中接收过滤层的接收通道使用规则，记为接收过滤层白名单，接收过滤层白名单原理图如图3所示，白名单中记录了需要使用“接收通道2”的数据帧规则，由网络协议、协议端口号中的一种或者多种组成，如图4所示；
所述的接收过滤层白名单包括：
（a）当无线传输系统处于图像传输模式，若使用“接收通道1”，则将需要使用“接收通道1”的协议与端口号从接收过滤层白名单中删除；
（b）当无线传输系统处于图像传输模式，若使用“接收通道2”，则将需要使用“接收通道2”的协议与端口号添加到接收过滤层白名单中；
（c）当无线传输系统处于活等待唤醒模式下，若使用“接收通道1”，则将接收过滤层白名单清空，所有数据帧使用“接收通道1”；
（d）当无线传输系统处于初始模式下，若使用“接收通道1”，则将接收过滤层白名单清空，所有数据帧使用“接收通道1”；
（3）根据无线网络摄像机的工作场景，将无线网络摄像机分为三种模式：初始模式、保活等待唤醒模式和图像传输模式，初始模式是给无线网络摄像机上电过程时进入的模式，用于初始化无线网络摄像机，连接无线网络等。图像传输模式是摄像机正真的工作模式，这时摄像机才真正开始传输图像。保活等待唤醒模式时认为是待机模式，这时摄像机不传输图像，主要做保活和等待唤醒两种功能。其中：
无线网络摄像机在初始模式下的工作过程如下：
（3-1）无线网络摄像机开机；
（3-2）无线网络摄像机的无线传输系统进行初始化，无线传输系统采用步骤（2）的规则（d），设置“接收过滤层白名单”为空，所有来自无线路由器1的数据帧使用“接收通道1”；
（3-3）无线传输系统开始连接无线路由器1；
（3-4）无线路由器1通过动态主机配置协议（DHCP）给无线传输系统配置互联网协议地址（IP地址）；
（3-5）无线传输系统接收到无线路由器1发送的动态主机配置协议数据帧，根据步骤（2）的规则（d），将数据帧通过“接收通道1”传输给无线传输系统的TCP/IP协议栈；
（3-5）无线网络摄像机初始模式完成进入保活等待唤醒模式；
（4）无线网络摄像机在保活等待唤醒模式下的工作过程如下：
（4-1）无线网络摄像机的无线传输系统通过保活唤醒应用程序与远程服务器建立传输控制协议（TCP）连接，并保持传输控制协议连接不断开；
（4-2）无线传输系统中的保活唤醒应用程序定时唤醒无线传输系统进入工作模式，通过步骤（3-1）的传输控制协议连接与远程服务器进行保活数据帧交互，该过程称为保活过程；
（4-3）无线传输系统中的无线网络(WiFi)协议栈定时唤醒无线传输系统进入工作模式，并通过无线路由器中的“接收管理帧通道”监听无线路由器信标帧，被动接收来自无线路由器发送的信标帧，信标帧中对是否有数据帧需要发送给无线网络摄像机进行标识；
（4-4）无线传输系统采用步骤（2）的接收过滤层白名单中的规则（c），所有来自无线路由器1的数据帧使用“接收通道1”；
（4-5）当需要查看无线网络摄像机的影像时，移动终端向无线网络摄像机发送远程唤醒数据帧；
（4-6）根据步骤（4-3）无线传输系统被动接收来自无线路由器发送的信标帧，通过图2中的“接收管理帧通道”将信标帧传输给“无线网络(WiFi)协议栈”，无线网络(WiFi)协议栈解析该信标帧后获悉无线路由器有数据帧需要传输，无线传输系统通过图2中的“接收数据帧通道”接收来自移动终端的通过无线路由器的远程唤醒数据帧；
(4-7) 无线传输系统将接收的步骤（4-6）的远程唤醒数据帧提交给“接收过滤层”，并根据步骤（2）的接收过滤层白名单规则（c），将接收的数据帧通过 “接收通道1” 上传给无线传输系统的TCP/IP协议栈，若数据帧是远程唤醒帧，则TCP/IP协议栈将该数据帧上传到“保活唤醒应用程序”，保活唤醒应用程序解析唤醒帧的内容，确定唤醒帧格式，实施唤醒流程，若数据帧不是远程唤醒数据帧，则TCP/IP协议栈将该数据帧丢弃；
（5）无线传输系统接收到远程唤醒数据帧，无线网络摄像机进入图像传输模式，包括以下步骤：
（5-1）无线网络摄像机的图像采集系统加载虚拟有线网卡驱动，并且通过虚拟有线网卡驱动与无线传输系统进行数据交互；
（5-2）图像采集系统将“保活应用”与“图像传输应用”通过所使用的传输协议的端口号进行区分；
（5-3）图像采集系统根据步骤（2）的接收过滤层白名单规则（a）将“图像传输应用”的端口号存储到步骤（2）的“接收过滤层白名单”中；
（5-4）图像采集系统的网络摄像机应用程序通过图像采集系统中的TCP/IP协议栈，根据步骤（5-3）设置的规则，使用“发送通道2”/“接收通道2”与远程服务器进行图像数据传输；
由于图像采集系统的图像数据帧经过虚拟有线网卡驱动，可以使用图像采集系统的CPU（处理器）资源对数据帧进行预处理，因此实现了对无线传输系统的offload（减轻负担)；
（5-5）图像数据传输结束；即用户不再需要查看图像；
（5-6）图像采集系统结束工作，网络摄像机返回步骤（4-1）的保活唤醒模式。
上述方法中，接收过滤层的基本原理如图2所示，将所有数据包分为四类：UDP(用户数据协议)、TCP(传输控制协议)、DHCP(动态主机配置协议)和其他。其中DHCP(动态主机配置协议)虽然属于UDP(用户数据协议)，但是将其单独列为一类。“DHCP”“其他”两种类型包属于无条件的使用通道1类型。
UDP、TCP两种类型在保活和无线网络摄像机数据传输过程中都要用到，所以需要通过接收过滤层白名单列表来区分数据帧是使用通道1还是通道2。在接收过滤层白名单列表中一共有四组白名单，分别是UDP源端口号白名单列表，UDP目的端口号白名单列表，TCP源端口号白名单列表，TCP目的端口号白名单列表。如果收到的包类型以及端口号能够在白名单列表匹配上，那么该包就需要使用通道2，如果匹配不上则使用通道1。
以下结合实施例，详细介绍本发明的内容：
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是本发明的可以应用于无线网络摄像机，但以下示例并不代表与本发明相一致的所有实施方式。并不表示本发明仅能用于无线网络摄像机，本发明还可以应用于智能电视，智能空调等等智能家居设备。
图5是本发明方法在同一局域网下的一个应用示意图，例如车载摄像头。
图6是图5所示实施例的工作流程图，包括如下步骤：
步骤一：无线网络摄像机处于保活状态，图像采集系统芯片一直处于断电状态，无线传输系统芯片不断定时唤醒监听无线路由器信标帧（信标）。由于无线传输系统芯片有完整的软件系统包括：操作系统，无线网络协议栈，TCP/IP协议栈，上层应用，所以无线传输系统芯片可以独立完成连接无线路由器，保持连接等功能。同时由于无线网络摄像机系统中保活与无线网络摄像机的数据传输使用不同的TCP(传输控制协议)端口号，这样时保活与数据传输的功能相对独立，整个保活过程中图像采集系统芯片可以一直处于断电状态，最大限度上减少了功耗。
步骤二：当需要查看无线网络摄像机上的影像时，移动终端生成远程唤醒数据帧发送给无线网络摄像头
步骤三：无线传输系统芯片在收到远程唤醒数据包之后，唤醒图像采集系统芯片，图像采集系统芯片开始上电。
步骤四：图像采集系统芯片被唤醒之后加载虚拟有线网卡驱动，设置图 3 所示的白名单列表，并且使用图3所示的“发送通道2”、“接收通道2”与移动终端建立数据传输通道。由于图像采集系统芯片有完整的软件系统包括：操作系统，有线网卡协议栈，TCP/IP协议栈，上层应用。所以图像采集系统芯片可以使用使用自带的TCP/IP协议栈与移动终端建立图像传输通道，使用图像采集系统芯片的资源（包括处理器，内存，总线带宽等）对摄像头影像数据进行打包封装。最大限度的减少无线传输系统芯片资源的消耗，以便获取更高的吞吐量。
本发明的另一个应用实施例如图1所示，图7 是图1所示实施例的工作流程图，包括如下步骤：
步骤一：无线网络摄像机处于保活状态，图像采集系统芯片一直处于断电状态，无线传输系统芯片不断定时唤醒监听无线路由器信标帧。由于无线传输系统芯片有完整的软件系统包括：操作系统、无线网络协议栈、TCP/IP协议栈、上层应用，所以无线传输系统芯片可以独立完成连接无线路由器，保持连接，定时发送保活包等功能。由于无线传输系统芯片有独立的TCP/IP协议栈，一旦保活TCP（传输控制协议）连接与服务器由于网络通信原因导致的断连、重传、需要应答等状况发生时无线传输系统芯片可以独立处理，而不需要唤醒图像采集系统芯片。整个保活过程中图像采集系统芯片可以一直处于断电状态，最大限度上减少了功耗。
步骤二：当需要查看无线网络摄像机上的影像时，移动终端通知服务器唤醒无线网络摄像机；
步骤三：服务器发送远程唤醒数据帧给无线网络摄像机；
步骤四：无线传输系统芯片在收到远程唤醒数据帧之后，唤醒图像采集系统芯片，图像采集系统芯片开始上电。
步骤五：图像采集系统芯片被唤醒之后加载虚拟有线网卡驱动，设置图 3 所示的白名单列表，并且使用图4所示的“发送通道2”、“接收通道2”与移动终端建立数据传输通道。由于图像采集系统芯片有完整的软件系统包括：操作系统，有线网卡协议栈，TCP/IP协议栈，上层应用。所以图像采集系统芯片可以使用使用自带的TCP/IP协议栈与服务器建立图像传输通道，使用图像采集系统芯片的资源（包括处理器，内存，总线带宽等）对摄像头影像数据进行打包封装。最大限度的减少无线传输系统芯片资源的消耗，以便获取更高的吞吐量。
上述实施例中，通过使无线传输系统芯片与图像采集系统芯片都拥有相对完整的软件系统，使无线传输系统芯片与图像采集系统芯片的功能分离，采用本方案实现了兼顾低功耗与高吞吐量的方法与软件结构。
本发明方法适用于无线网络摄像机系统，也适用于其他需要远程唤醒的系统，比如电视,空调等。本发明实施例中无线传输系统芯片与图像采集系统芯片都拥有相对完整的软件系统，使无线传输系统芯片与图像采集系统芯片的功能分离的工作结构。本发明方法的两个实施例中，无线传输系统使用的接收过滤层白名单方法来区分数据通道的方法；图像采集系统采用虚拟网络驱动结构；实施例中在图像采集系统芯片传输数据时使用图像采集系统芯片的资源进行包括但不限于“ieee802.3协议包格式转换为ieee802.11协议包格式”等减少无线传输系统资源消耗的方法，系统中保活与数据传输使用不同的TCP（传输控制协议）端口号的工作方式，使用无线传输系统芯片中的TCP/IP协议栈保活，以减少图像采集系统的唤醒的耗电。

Claims (1)

1.一种利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)无线网络协议将无线传输信号根据格式分为管理帧、控制帧和数据帧三种，所述的管理帧包括无线网络协议中无线路由器发送的信标帧；
(2)根据步骤(1)中的数据帧格式，建立无线传输系统中接收过滤层的接收通道使用规则，记为接收过滤层白名单；
所述的接收过滤层白名单包括：
(a)当无线传输系统处于图像传输模式，若使用“接收通道1”，则将需要使用“接收通道1”的协议与端口号从接收过滤层白名单中删除；
(b)当无线传输系统处于图像传输模式，若使用“接收通道2”，则将需要使用“接收通道2”的协议与端口号添加到接收过滤层白名单中；
(c)当无线传输系统处于保活等待唤醒模式下，若使用“接收通道1”，则将接收过滤层白名单清空，所有数据帧使用“接收通道1”；
(d)当无线传输系统处于初始模式下，若使用“接收通道1”，则将接收过滤层白名单清空，所有数据帧使用“接收通道1”；
(3)根据无线网络摄像机的工作场景，将无线网络摄像机分为三种模式：初始模式、保活等待唤醒模式和图像传输模式，其中：
无线网络摄像机在初始模式下的工作过程如下：
(3-1)无线网络摄像机开机；
(3-2)无线网络摄像机的无线传输系统进行初始化，无线传输系统采用步骤(2)的规则(d)，设置“接收过滤层白名单”为空，所有来自无线路由器1的数据帧使用“接收通道1”；
(3-3)无线传输系统开始连接无线路由器1；
(3-4)无线路由器1通过动态主机配置协议给无线传输系统配置互联网协议地址；
(3-5)无线传输系统接收到无线路由器1发送的动态主机配置协议数据帧，根据步骤(2)的规则(d)，将数据帧通过“接收通道1”传输给无线传输系统的TCP/IP协议栈；
(3-6)无线网络摄像机初始模式完成进入保活等待唤醒模式；
(4)无线网络摄像机在保活等待唤醒模式下的工作过程如下：
(4-1)无线网络摄像机的无线传输系统通过保活唤醒应用程序与远程服务器建立传输控制协议连接，并保持传输控制协议连接不断开；
(4-2)无线传输系统中的保活唤醒应用程序定时唤醒无线传输系统进入工作模式，通过步骤(4-1)的传输控制协议连接与远程服务器进行保活数据帧交互；
(4-3)无线传输系统中的无线网络协议栈定时唤醒无线传输系统进入工作模式，并通过无线传输系统中的“接收管理帧通道”监听无线路由器信标帧，被动接收来自无线路由器发送的信标帧，信标帧中对是否有数据帧需要发送给无线网络摄像机进行标识；
(4-4)无线传输系统采用步骤(2)的接收过滤层白名单中的规则(c)，所有来自无线路由器1的数据帧使用“接收通道1”；
(4-5)当需要查看无线网络摄像机的影像时，移动终端向无线网络摄像机发送远程唤醒数据帧；
(4-6)根据步骤(4-3)无线传输系统被动接收来自无线路由器发送的信标帧，通过“接收管理帧通道”将信标帧传输给“无线网络协议栈”，无线网络协议栈解析该信标帧后获悉无线路由器有数据帧需要传输，无线传输系统通过“接收数据帧通道”接收来自移动终端的通过无线路由器的远程唤醒数据帧；
(4-7)无线传输系统将接收的步骤(4-6)的远程唤醒数据帧提交给“接收过滤层”，并根据步骤(2)的接收过滤层白名单规则(c)，将接收的数据帧通过“接收通道1”上传给无线传输系统的TCP/IP协议栈，若数据帧是远程唤醒帧，则TCP/IP协议栈将该数据帧上传到“保活唤醒应用程序”，保活唤醒应用程序解析唤醒帧的内容，确定唤醒帧格式，实施唤醒流程，若数据帧不是远程唤醒数据帧，则TCP/IP协议栈将该数据帧丢弃；
(5)无线传输系统接收到远程唤醒数据帧，无线网络摄像机进入图像传输模式，包括以下步骤：
(5-1)无线网络摄像机的图像采集系统加载虚拟有线网卡驱动，并且通过虚拟有线网卡驱动与无线传输系统进行数据交互；
(5-2)图像采集系统将“保活应用”与“图像传输应用”通过所使用的传输协议的端口号进行区分；
(5-3)图像采集系统根据步骤(2)的接收过滤层白名单规则(b)将“图像传输应用”的端口号存储到步骤(2)的“接收过滤层白名单”中；
(5-4)图像采集系统的网络摄像机应用程序通过图像采集系统中的TCP/IP协议栈，根据步骤(5-3)设置的规则，使用“发送通道2”/“接收通道2”与远程服务器进行图像数据传输；
(5-5)图像数据传输结束；
(5-6)图像采集系统结束工作，网络摄像机返回步骤(4-1)的保活唤醒模式。
CN202110071972.XA 2021-01-20 2021-01-20 一种利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法 Active CN112399088B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110071972.XA CN112399088B (zh) 2021-01-20 2021-01-20 一种利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110071972.XA CN112399088B (zh) 2021-01-20 2021-01-20 一种利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112399088A CN112399088A (zh) 2021-02-23
CN112399088B true CN112399088B (zh) 2021-04-13

Family

ID=74625150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110071972.XA Active CN112399088B (zh) 2021-01-20 2021-01-20 一种利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112399088B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010092382A (ko) * 2000-03-21 2001-10-24 이철호 원격지를 모니터링하는 시스템 및 그 방법 그리고 이를기반으로하는 원격 경보 방법
CN201207702Y (zh) * 2008-03-17 2009-03-11 清华大学 一种用于家庭安防的无线低功耗远程监控摄像装置
CN101753993A (zh) * 2009-12-18 2010-06-23 浙江大学 一种结合无线传感器网络的远程视频监控系统
CN102377989A (zh) * 2011-10-12 2012-03-14 广东志成冠军集团有限公司 一种基于区端网络的无线监控摄像装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010092382A (ko) * 2000-03-21 2001-10-24 이철호 원격지를 모니터링하는 시스템 및 그 방법 그리고 이를기반으로하는 원격 경보 방법
CN201207702Y (zh) * 2008-03-17 2009-03-11 清华大学 一种用于家庭安防的无线低功耗远程监控摄像装置
CN101753993A (zh) * 2009-12-18 2010-06-23 浙江大学 一种结合无线传感器网络的远程视频监控系统
CN102377989A (zh) * 2011-10-12 2012-03-14 广东志成冠军集团有限公司 一种基于区端网络的无线监控摄像装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112399088A (zh) 2021-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11044670B2 (en) Unscheduled peer power save mode
US11265814B2 (en) Implementation method of low power consumption internet of things based on proxy apparatus
RU2350043C2 (ru) Устройство и способ связи
US11789514B2 (en) Standby control method and system, terminal, and relay device
JP5010553B2 (ja) 無線装置
US20200120603A1 (en) Method and apparatus for multi-band power management in a wireless network
EP2114103A2 (en) Method and apparatus for data transmission in wireless local access network and system therefor
WO2008069536A1 (en) Apparatus and method for adaptive sleep of wirelessly networked devices
JP2020502908A (ja) 無線デバイスのための改良された節電モード
CN101627548B (zh) 用于合并功率节省类的方法及系统
WO2021244087A1 (zh) 长连接装置和网络系统
CN100484112C (zh) 控制无线局域网上的站点的功耗的方法和装置
US20240205823A1 (en) Sleep scheduling method and device
US20120170499A1 (en) Supporting Idle Stations in Wireless Distribution Systems
CN111163447A (zh) 通信设备、系统及休眠和唤醒方法
US20240215088A1 (en) Device networking method, electronic device, and storage medium
US10945207B2 (en) Beacon signal processing system and filtering method of reducing wake-up frequency
WO2022042486A1 (zh) 副链路非连续接收的控制方法、装置、设备及可读存储介质
CN112399088B (zh) 一种利用双网络协议栈的无线网络摄像机图像传输方法
CN112511992A (zh) 一种蓝牙mesh低功耗节点休眠唤醒后交互数据的方法、装置及介质
US10772041B2 (en) Beacon signal processing system
US8054771B2 (en) Method and system for adding a new connection identifier to an existing power save class
WO2022088767A1 (zh) 节省多链路终端电量消耗的方法、装置及存储介质
CN115087077A (zh) 一种网络设备控制方法、网络设备、产品及介质
US9148779B2 (en) Device capable of safely communicating device information, communication control method therefor, and storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 100089 No. A1, A2 and D, 8th floor, building 2, yard 1, Wangzhuang Road, Haidian District, Beijing

Patentee after: Gaotuoxunda (Beijing) Microelectronics Co.,Ltd.

Address before: 100083 b808, Tsinghua Tongfang science and Technology Plaza, No.1 Wangzhuang Road, Haidian District, Beijing

Patentee before: ALTO BEAM (CHINA) Inc.